專(zhuān)利名稱(chēng)：電涌保護(hù)器智能化保護(hù)裝置及電涌保護(hù)器智能化保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電涌保護(hù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種電涌保護(hù)器智能化保護(hù)裝置及電涌保護(hù)器智能化保護(hù)方法。
背景技術(shù)：
電涌保護(hù)器sro是電子設(shè)備雷電防護(hù)中不可缺少的一種裝置，其作用是把竄入電力線、信號(hào)傳輸線的瞬時(shí)過(guò)電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)?qiáng)大的雷電流泄流入地，保護(hù)被保護(hù)的設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊。sro的主要核心元件是金屬氧化壓敏電阻(以下簡(jiǎn)稱(chēng)MOV)，但隨著使用時(shí)間增長(zhǎng)會(huì)老化失效，在工頻過(guò)電壓下MOV容易被擊穿失效，其失效后呈短路狀態(tài)，當(dāng)有持續(xù)工頻短路事故電流經(jīng)過(guò)MOV時(shí)會(huì)引起著火，為保護(hù)其不著火，現(xiàn)在通常使用過(guò)流保護(hù)技術(shù)和熱保護(hù)技術(shù):
過(guò)電流保護(hù)技術(shù)原理是使用保險(xiǎn)管或開(kāi)關(guān)(斷路器)與SPD串聯(lián)，當(dāng)sro失效短路后的工頻電流使保險(xiǎn)管熔斷或開(kāi)關(guān)跳開(kāi)實(shí)現(xiàn)把sro從電網(wǎng)脫離，從而使其失效不起火。熱保護(hù)技術(shù)原理是在SPD內(nèi)部設(shè)計(jì)一個(gè)熱脫離機(jī)構(gòu)，sro在有工頻短路故障電流流過(guò)時(shí)MOV會(huì)發(fā)熱，熱脫離機(jī)構(gòu)通過(guò)MOV自身發(fā)熱使熱脫離機(jī)構(gòu)動(dòng)作，從而將sro與電網(wǎng)脫離，切斷經(jīng)過(guò)MOV的短·路事故電流來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)。如中國(guó)專(zhuān)利201020180365.4，其公開(kāi)了一種改進(jìn)的微型雷電浪涌電壓保護(hù)模塊，包括殼體、氧化鋅壓敏電阻，殼體內(nèi)的殼芯體設(shè)有氧化鋅壓敏電阻，氧化鋅壓敏電阻的一引出電極與過(guò)熱保護(hù)低溫熔絲相連接，過(guò)熱保護(hù)低溫熔絲再與帶有絕緣套的脫扣彈簧片的一端相連接，脫扣彈簧片的另一端為浪涌保護(hù)的一個(gè)輸出電極，氧化鋅壓敏電阻的另一引出電極作為浪涌保護(hù)的另一輸出電極，脫扣輔助的一輸出觸點(diǎn)與脫扣輔助輸出靜觸點(diǎn)相連接。當(dāng)非正常情況發(fā)生導(dǎo)致氧化鋅壓敏電阻產(chǎn)生危險(xiǎn)的過(guò)熱時(shí)，低溫熔絲受熱熔化，脫扣彈片彈起切斷電路，同時(shí)壓住脫扣輔助輸出動(dòng)觸點(diǎn)，動(dòng)觸點(diǎn)發(fā)生彈性形變壓住脫扣輔助輸出靜觸點(diǎn)，脫扣輔助輸出靜觸點(diǎn)接通，給出干接點(diǎn)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)SPD的保護(hù)。雖然上述的過(guò)電流保護(hù)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中起到一定的效果，但其也存在很多的不足或缺陷。如，過(guò)流保護(hù)元件與sro串聯(lián)，需要承受與sro和應(yīng)用環(huán)境相配的雷電沖擊電流，同時(shí)又需要在短路電流發(fā)生時(shí)迅速斷開(kāi)，在一些環(huán)境中，可能經(jīng)過(guò)的雷擊電流很大，需要選擇大規(guī)格的保險(xiǎn)管或開(kāi)關(guān)/斷路器，以不致于在發(fā)生大的雷擊電流時(shí)這些過(guò)流保護(hù)設(shè)備會(huì)被雷擊損壞或誤動(dòng)作。但選擇的過(guò)流保護(hù)裝置或器件規(guī)格越大，要求快速動(dòng)作的短路電流就越高，而很多時(shí)候電網(wǎng)中短路電流不能大到足夠使這些過(guò)流保護(hù)裝置能快速地?cái)嚅_(kāi)，使得過(guò)流保護(hù)裝置不能在sro著火前斷開(kāi)，從而不能起到保護(hù)sro的作用；而選擇的過(guò)流保護(hù)裝置規(guī)格過(guò)小，能保證在短路故障電流時(shí)迅速斷開(kāi)，但這些過(guò)流保護(hù)裝置在大的雷擊電流發(fā)生時(shí)容易被損壞或誤動(dòng)作從而對(duì)被保護(hù)設(shè)備失去了保護(hù)作用。而對(duì)于熱脫離保護(hù)技術(shù)，如果工頻故障過(guò)電壓過(guò)高，SPD內(nèi)的MOV會(huì)很短時(shí)間內(nèi)被擊穿損壞，MOV擊穿短路前如果熱脫離器不能動(dòng)作，由于擊穿后元件發(fā)熱量降低，溫度上升很慢或升不到熱脫離器的動(dòng)作溫度，那sro就可能會(huì)著火燃燒，sro元件失效后流過(guò)短路電流越大，SPD著火就會(huì)越迅速。因此，無(wú)論是現(xiàn)有的過(guò)流保護(hù)技術(shù)還是熱脫離保護(hù)技術(shù)，其仍然不能切底解決SPD失效起火問(wèn)題，在一些情況下Sro還是會(huì)起火燃燒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的首要目的是提供一種電涌保護(hù)器智能化保護(hù)裝置，其能夠徹底解決電涌保護(hù)器失效后可能引起的著火燃燒問(wèn)題。本發(fā)明的進(jìn)一步目的是一種電涌保護(hù)器智能化保護(hù)方法，其能夠徹底解決電涌保護(hù)器失效后可能引起的著火燃燒問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種電涌保護(hù)器智能化保護(hù)裝置，包括:
控制單元，對(duì)輸入其中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理獲取處理結(jié)果，并依據(jù)處理結(jié)果輸出開(kāi)關(guān)控制信號(hào);
工頻漏電流信號(hào)取樣模塊，其輸入端用于連接電涌保護(hù)器，其輸出端與控制單元連接，用于采樣電涌保護(hù)器的工頻漏電流信號(hào)并輸出至控制單元；
工頻電壓信號(hào)取樣模塊，其輸入端用于連接電網(wǎng)，其輸出端與控制單元連接，用于采樣電網(wǎng)中輸出的電壓信號(hào)并輸出至控制單元；` 輸入端與控制單元連接的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊，其接收控制單元輸出的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)；
開(kāi)關(guān)模塊，其通過(guò)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)開(kāi)閉；其中，開(kāi)關(guān)模塊的輸入端用于連接電網(wǎng)，其輸出端用于連接電涌保護(hù)器；
電源模塊，用于連接各個(gè)模塊，為各個(gè)模塊供電。本發(fā)明能對(duì)電涌保護(hù)器實(shí)現(xiàn)在線電壓和漏電流的實(shí)時(shí)檢測(cè)，通過(guò)工頻漏電流信號(hào)取樣模塊和工頻電壓信號(hào)取樣模塊實(shí)時(shí)采集為電涌保護(hù)器供電的電網(wǎng)的電壓信號(hào)和電涌保護(hù)器上的工頻漏電流信號(hào)，利用控制單元的分析處理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)電壓或漏電流有任何異常時(shí)則控制單元自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊斷開(kāi)，將電涌保護(hù)器與電網(wǎng)分離，避免電網(wǎng)故障使電涌保護(hù)器損壞或因電涌保護(hù)器老化失效引起著火等問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電涌保護(hù)器的智能化保護(hù)管理，在電壓和/或漏電流出現(xiàn)故障時(shí)都能保障電涌保護(hù)器安全不著火。作為一種優(yōu)選方案，所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊包括驅(qū)動(dòng)電路、電磁線圈、永磁鐵和開(kāi)關(guān)傳動(dòng)裝置；
驅(qū)動(dòng)電路與控制單元連接，接收控制單元的控制信號(hào)，其還與電源模塊連接；
電磁線圈繞在永磁鐵上且其兩端連接在驅(qū)動(dòng)電路中；
開(kāi)關(guān)傳動(dòng)裝置設(shè)置在永磁鐵中，其通過(guò)永磁鐵所產(chǎn)生的磁力改變或保持狀態(tài)；
當(dāng)控制單元需要控制開(kāi)關(guān)模塊閉合時(shí)，控制單元輸出閉合的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電路接收到閉合的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)后產(chǎn)生正直流脈沖電壓激勵(lì)電磁線圈，電磁線圈勵(lì)磁后產(chǎn)生的磁極與永磁鐵的磁極相互作用，同極性相互吸引，異極性相互排斥，使開(kāi)關(guān)傳動(dòng)裝置改變狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊完成打開(kāi)到閉合的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；開(kāi)關(guān)模塊在閉合后在永磁鐵的磁力作用下保持閉合狀態(tài)；當(dāng)控制單元需要控制開(kāi)關(guān)模塊打開(kāi)時(shí)，控制單元輸出打開(kāi)的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電路接收到打開(kāi)的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)后產(chǎn)生反直流脈沖電壓激勵(lì)電磁線圈，電磁線圈勵(lì)磁后產(chǎn)生的磁極與永磁鐵的磁極相互作用，使開(kāi)關(guān)傳動(dòng)裝置狀態(tài)改變，驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊完成閉合到打開(kāi)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；開(kāi)關(guān)模塊打開(kāi)后在永磁鐵的磁力作用下保持打開(kāi)狀態(tài)。本發(fā)明中的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊是通過(guò)外部供電驅(qū)動(dòng)并由控制單元控制的，與開(kāi)關(guān)模塊所在的回路在電氣上是獨(dú)立，所以與電涌保護(hù)器串聯(lián)的開(kāi)關(guān)模塊所在回路不含感性元件，只由銅片連接組成，在沖擊電流下增加的電壓降(殘壓)非常小，并且由于開(kāi)關(guān)模塊的閉合不是通過(guò)其自身所在回路流過(guò)的電流作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，所以在上百千安電流沖擊下開(kāi)關(guān)模塊也不會(huì)誤動(dòng)作。作為一種優(yōu)選方案，所述裝置還包括:
開(kāi)關(guān)狀態(tài)取樣模塊，其輸入端與開(kāi)關(guān)模塊的輸出端連接，其輸出端與控制單元連接，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)開(kāi)關(guān)模塊的開(kāi)合狀態(tài)信號(hào)，該開(kāi)關(guān)狀態(tài)取樣模塊還與電源模塊連接；
控制單元根據(jù)開(kāi)關(guān)狀態(tài)取樣模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)到的開(kāi)關(guān)模塊的開(kāi)合狀態(tài)信號(hào)判斷該開(kāi)合狀態(tài)信號(hào)與當(dāng)前開(kāi)關(guān)模塊的設(shè)定狀態(tài)是否一致，若不一致則輸出報(bào)警信號(hào)。其中，所述當(dāng)前開(kāi)關(guān)模塊的設(shè)定狀態(tài)指的是在當(dāng)前時(shí)刻，控制單元最近一次判斷出開(kāi)關(guān)模塊需要斷開(kāi)或者合上的狀態(tài)信息，這個(gè)狀態(tài)信息可以通過(guò)查詢(xún)最近一次的控制開(kāi)關(guān)信號(hào)獲知。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置開(kāi)關(guān)狀態(tài)取樣模塊對(duì)開(kāi)關(guān)模塊的合閘情況進(jìn)行檢測(cè)，在開(kāi)關(guān)模塊無(wú)法合閘或者合閘后無(wú)法斷開(kāi)的情況及時(shí)向外告警。作為一種優(yōu)選方案，所述裝置還包括:
遙信輸出模塊，其輸入端與控制單元連接，用于接收控制單元的報(bào)警信號(hào)并對(duì)外輸
出；
狀態(tài)指示模塊，其與控制單元的連接，用于顯示開(kāi)關(guān)模塊的當(dāng)前狀態(tài)；
遙信輸出模塊、狀態(tài)指示模塊還與 電源模塊連接。本發(fā)明通過(guò)遙信輸出模塊遠(yuǎn)程外發(fā)報(bào)警信號(hào)，使處于遠(yuǎn)程監(jiān)控的操作人員能夠及時(shí)了解電涌保護(hù)器的故障信息。作為一種優(yōu)選方案，所述裝置還包括與控制單元連接的移動(dòng)存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)控制單元運(yùn)行的數(shù)據(jù)。該移動(dòng)存儲(chǔ)模塊能記錄控制單元整個(gè)運(yùn)作過(guò)程的數(shù)據(jù)，包括了電網(wǎng)故障和電涌保護(hù)器故障、失效等的數(shù)據(jù)，可以用作分析和研究。一種電涌保護(hù)器智能化保護(hù)方法，采用上述的電涌保護(hù)器智能化保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)，所述方法包括如下步驟:
通過(guò)工頻漏電流信號(hào)取樣模塊從電涌保護(hù)器中實(shí)時(shí)取樣電流信號(hào)；
通過(guò)工頻電壓信號(hào)取樣模塊從電網(wǎng)中實(shí)時(shí)取樣電壓信號(hào)；
控制單元接收取樣到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)并對(duì)接收到的電流信號(hào)或電壓信號(hào)進(jìn)行異常判斷，若有異常則控制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊斷開(kāi)。本發(fā)明能對(duì)電涌保護(hù)器實(shí)現(xiàn)在線電壓和漏電流的實(shí)時(shí)檢測(cè)，通過(guò)工頻漏電流信號(hào)取樣模塊和工頻電壓信號(hào)取樣模塊實(shí)時(shí)采集為電涌保護(hù)器供電的電網(wǎng)的電壓信號(hào)和電流信號(hào)，利用控制單元的分析處理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)電壓或漏電流有任何異常時(shí)則控制單元自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊斷開(kāi)，將電涌保護(hù)器與電網(wǎng)分離，避免電網(wǎng)故障使電涌保護(hù)器損壞或因電涌保護(hù)器老化失效引起著火等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)電涌保護(hù)器的智能化保護(hù)管理，在電壓和/或漏電流出現(xiàn)故障時(shí)都能保障電涌保護(hù)器安全不著火。作為一種優(yōu)選方案，控制單元對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行異常判斷前還對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行識(shí)另Ij，具體步驟為:
控制單元預(yù)先存儲(chǔ)漏電流波形和雷擊電流波形的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)；
控制單元接收工頻漏電流信號(hào)取樣模塊取樣到的電流信號(hào)后將該電流信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，若該電流信號(hào)為漏電流信號(hào)，則對(duì)該漏電流信號(hào)進(jìn)行異常判斷，若該電流信號(hào)為雷擊電流，則不對(duì)該雷擊電流進(jìn)行異常判斷。本發(fā)明能夠智能識(shí)別工頻電流和雷擊電流，避免開(kāi)關(guān)模塊在雷擊時(shí)候誤動(dòng)作使得電涌保護(hù)器與電網(wǎng)分離，使電涌保護(hù)器失去效力。作為一種優(yōu)選方案，還包括如下步驟:
對(duì)開(kāi)關(guān)模塊的狀態(tài)進(jìn)行取樣獲取開(kāi)合狀態(tài)信號(hào)；
控制單元判斷該開(kāi)合狀態(tài)信號(hào)與當(dāng)前開(kāi)關(guān)模塊的設(shè)定狀態(tài)是否一致，若不一致則對(duì)外輸出報(bào)警信號(hào)。本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)開(kāi)關(guān)模塊的狀態(tài)是否達(dá)到控制目標(biāo)，及時(shí)防備其出現(xiàn)無(wú)法合閘或者合閘后無(wú)法斷開(kāi)的故障情況。作為一種優(yōu)選方案，所述方法還包括如下步驟:
當(dāng)控制單元判斷出電壓信號(hào)異常，開(kāi)關(guān)模塊斷開(kāi)后，工頻電壓信號(hào)取樣模塊繼續(xù)對(duì)電網(wǎng)的電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)取樣，控制單元對(duì)實(shí)時(shí)的電壓取樣信號(hào)進(jìn)行分析處理，判斷出電網(wǎng)的電壓正常并電壓正常穩(wěn)定維持一設(shè)定時(shí)間后，控制單元控制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊重新合閘。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)重合閘的功能，在控制單元檢測(cè)到電壓異常后，繼續(xù)對(duì)電壓進(jìn)行檢測(cè)，在判斷電壓恢復(fù)正常并維持正常狀態(tài)一段時(shí)間后，再次控制開(kāi)關(guān)模塊合閘，使電涌保護(hù)器恢復(fù)工作狀態(tài)。作為一種優(yōu)選 方案，所述方法還包括如下步驟:
當(dāng)控制單元判斷出電流信號(hào)異常，開(kāi)關(guān)模塊斷開(kāi)后，控制單元等待一個(gè)設(shè)定的等待時(shí)間后控制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊重新合閘，并在隨后的一個(gè)預(yù)設(shè)的取樣時(shí)間內(nèi)，工頻漏電流信號(hào)取樣模塊和工頻電壓信號(hào)取樣模塊分別對(duì)電流信號(hào)和電壓信號(hào)進(jìn)行多次取樣并輸入到控制單元中；
控制單元在該預(yù)設(shè)的取樣時(shí)間內(nèi)對(duì)多次取樣的電流信號(hào)進(jìn)行異常判斷并累計(jì)異常次
數(shù)；
當(dāng)異常次數(shù)超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，并且在此預(yù)設(shè)的取樣時(shí)間內(nèi)控制單元根據(jù)多次取樣到的電壓信號(hào)判斷電壓沒(méi)有異常，則判斷電涌保護(hù)器失效，控制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊斷開(kāi)并對(duì)外發(fā)出報(bào)警信號(hào)。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)重合閘的功能，在控制單元檢測(cè)到漏電流異常后，等待一段時(shí)間后自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)模塊重合閘，并繼續(xù)對(duì)漏電流和電壓進(jìn)行檢測(cè)，若在一段時(shí)間將連續(xù)出現(xiàn)多次工頻漏電流異常并且電壓沒(méi)有異常時(shí)，則可以判斷電涌保護(hù)器已經(jīng)失效，則禁止重合閘并發(fā)出報(bào)警信號(hào)和狀態(tài)指示信息，提醒用戶更換電涌保護(hù)器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是:
(I)本發(fā)明能夠通過(guò)控制單元實(shí)時(shí)在線監(jiān)控電涌保護(hù)器的工頻電流/工頻電壓狀態(tài)，無(wú)論是電網(wǎng)故障問(wèn)題還是電涌保護(hù)器自身故障導(dǎo)致的電涌保護(hù)器失效，本發(fā)明都能提前或及時(shí)把電涌保護(hù)器從電網(wǎng)脫開(kāi)，提升電涌保護(hù)器的使用壽命，降低電涌保護(hù)器的失效率，并能確保電涌保護(hù)器失效時(shí)能安全地與電網(wǎng)脫開(kāi)，不會(huì)發(fā)生起火等安全隱患。(2)本發(fā)明可以將本裝置與電涌保護(hù)器所保護(hù)的供電回路并聯(lián)使用，供電回路電流大小不受控制單元限制，同時(shí)開(kāi)關(guān)模塊的通斷不影響被保護(hù)的供電回路的供電。
(3)本發(fā)明能夠智能識(shí)別工頻電流和雷電沖擊電流，避免在雷擊電流下開(kāi)關(guān)模塊誤動(dòng)作，從而避免在雷擊時(shí)電涌保護(hù)器失效。(4)本發(fā)明能夠智能判斷電網(wǎng)或者電涌保護(hù)器是否恢復(fù)正常，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重合閘功能，不需要人工復(fù)位。(5)本發(fā)明中的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊是通過(guò)外部電源模塊驅(qū)動(dòng)并由控制單元控制的，與開(kāi)關(guān)模塊所在的回路在電氣上是獨(dú)立，使得開(kāi)關(guān)模塊在沖擊電流的沖擊下所增加的電壓降(殘壓)低非常低，從而使得開(kāi)關(guān)模塊能耐受高沖擊電流，在高沖擊電流下開(kāi)關(guān)模塊不會(huì)誤動(dòng)作。


圖1為本發(fā)明中一種電涌保護(hù)器智能化保護(hù)裝置的架構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明中一種電涌保護(hù)器智能化保護(hù)方法的流程圖。圖3為本發(fā)明中開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊中開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)處于打開(kāi)狀態(tài)的示意圖。圖4為本發(fā)明中開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊中開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)從打開(kāi)到閉合的過(guò)程示意圖。圖5為本發(fā)明中開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊中開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)從打開(kāi)到閉合的過(guò)程示意圖。圖6為本發(fā)明中開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊中開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)的示意圖。其中，圖3-6中的J為電磁線圈的激勵(lì)信號(hào)。
具體實(shí)施例方式附圖僅用于示例性說(shuō)明，不能理解為對(duì)本專(zhuān)利的限制；
為了更好說(shuō)明本實(shí)施例，附圖某些部件會(huì)有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺
寸；
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說(shuō)明可能省略是可以理解的。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例1
如圖1所示，為本發(fā)明中一種電涌保護(hù)器智能化保護(hù)裝置的架構(gòu)圖。如圖1所示，一種電涌保護(hù)器智能化保護(hù)裝置，包括工頻漏電流信號(hào)取樣模塊100、工頻電壓信號(hào)取樣模塊101、控制單元102、開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊103、開(kāi)關(guān)模塊104、開(kāi)關(guān)狀態(tài)取樣模塊105、遙信輸出模塊106、狀態(tài)指示模塊107和電源模塊108 ；
控制單元102，對(duì)輸入其中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理獲取處理結(jié)果，并依據(jù)處理結(jié)果輸出開(kāi)關(guān)控制信號(hào)；
工頻漏電流信號(hào)取樣模塊100的輸入端用于連接電涌保護(hù)器，其輸出端與控制單元102連接；
工頻電壓信號(hào)取樣模塊101的輸入端用于連接電網(wǎng)，其輸出端與控制單元102連接；開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊103的輸入端與控制單元102連接，其接收控制單元102輸出的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)；
開(kāi)關(guān)模塊104的 輸入端用于連接電網(wǎng)，其輸出端用于連接電涌保護(hù)器，其通過(guò)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊103的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)開(kāi)閉；
開(kāi)關(guān)狀態(tài)取樣模塊105的輸入端與開(kāi)關(guān)模塊104的輸出端連接，其輸出端與控制單元102連接，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)開(kāi)關(guān)模塊104的開(kāi)合狀態(tài)信號(hào)；
控制單元102根據(jù)開(kāi)關(guān)狀態(tài)取樣模塊105實(shí)時(shí)檢測(cè)到的開(kāi)關(guān)模塊104的開(kāi)合狀態(tài)信號(hào)判斷該開(kāi)合狀態(tài)信號(hào)與當(dāng)前開(kāi)關(guān)模塊104的設(shè)定狀態(tài)是否一致，若不一致則輸出報(bào)警信號(hào)。遙信輸出模塊106，其輸入端與控制單元102連接，用于接收控制單元102的報(bào)警信號(hào)并對(duì)外輸出；
狀態(tài)指示模塊107，其與控制單元102的連接，用于顯示開(kāi)關(guān)模塊104的當(dāng)前狀態(tài)；
電源模塊108與各個(gè)模塊連接，為各個(gè)模塊提供工作電源。本發(fā)明中的控制單元102可以采用高速M(fèi)CU單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)可控的開(kāi)關(guān)模塊104的閉合或者斷開(kāi)來(lái)控制電涌保護(hù)器與電網(wǎng)的閉合或者脫離，實(shí)現(xiàn)對(duì)電涌保護(hù)器的智能保護(hù)?；谏鲜龇桨?，本發(fā)明可以對(duì)電涌保護(hù)器的漏電流實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下:
利用工頻漏電流信號(hào)取樣模塊100實(shí)時(shí)在線檢測(cè)流過(guò)電涌保護(hù)器中的工頻漏電流的大小，獲取電流取樣信號(hào)，工頻漏電流信號(hào)取樣模塊100可以對(duì)取樣到的電流取樣信息進(jìn)行預(yù)處理后傳輸給控制單元102進(jìn)行分析處理。在正常工作狀態(tài)下，電涌保護(hù)器的漏電流為微安級(jí)別，當(dāng)漏電流達(dá)到毫安級(jí)別時(shí)，控制單元102可以判定此時(shí)電涌保護(hù)器已經(jīng)老化失效或者是電網(wǎng)故障導(dǎo)致電網(wǎng)電壓升高使電涌保護(hù)器的漏電流異常增大，控制單元102檢測(cè)到漏電流異常后立即控制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊103，輸出開(kāi)關(guān)控制信號(hào)控制開(kāi)關(guān)模塊104斷開(kāi)。本發(fā)明中的控制單元102可以通過(guò)預(yù)設(shè)一個(gè)毫安級(jí)別的電流閾值來(lái)判斷實(shí)時(shí)檢測(cè)到的電流信號(hào)是否異常，控制單元1 02在檢測(cè)到漏電流異常時(shí)能夠在極短時(shí)間內(nèi)讓開(kāi)關(guān)模塊104斷開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)電涌保護(hù)器與電網(wǎng)的分離。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，所述極短時(shí)間能夠達(dá)到0.2秒，能夠及時(shí)響應(yīng)保護(hù)電涌保護(hù)器。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明中的工頻漏電流信號(hào)取樣模塊100可以通過(guò)一個(gè)能夠檢測(cè)到毫安級(jí)別電流的高精度電流互感器來(lái)檢測(cè)電網(wǎng)中的漏電流。為了確保本發(fā)明的工頻漏電流信號(hào)取樣模塊100實(shí)現(xiàn)毫安級(jí)別電流高精度取樣的同時(shí)在上百千安沖擊電流下讓控制單元102依然正常工作，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，工頻漏電流信號(hào)取樣模塊100內(nèi)置有一個(gè)多級(jí)信號(hào)電涌保護(hù)電路，將在雷電流沖擊時(shí)候取樣到的過(guò)電壓信號(hào)限制在控制單元102能耐受的電壓信號(hào)范圍內(nèi)。工頻漏電流信號(hào)取樣模塊100內(nèi)置高精度的電流互感器，能識(shí)別檢測(cè)到毫安級(jí)別的電流信號(hào)，而雷擊電流通常能達(dá)數(shù)千安培甚至高大上百安培，毫安到百千安之間相差達(dá)100K倍，這導(dǎo)致高精度電流互感器在雷電沖擊時(shí)候檢測(cè)出的電流信號(hào)大大超出控制單元102能耐受的范圍，如果工頻漏電流信號(hào)取樣模塊100直接將檢測(cè)到的工頻電流信號(hào)直接傳送給控制單元102，容易導(dǎo)致控制單元102損壞。一般地，控制單元102由一個(gè)高速M(fèi)CU實(shí)現(xiàn)信號(hào)判斷及控制輸出，高速M(fèi)CU為高精密元器件，其電壓電流信號(hào)耐受能力很差，容易被過(guò)電壓擊穿損壞，一般情況下，高速M(fèi)CU正常能接收處理的電壓信號(hào)為0-3.3V，工頻漏電流信號(hào)取樣模塊100檢測(cè)出的工頻漏電流信號(hào)會(huì)控制在這范圍內(nèi)讓控制單元102能接收處理。當(dāng)100KA雷電沖擊電流流過(guò)時(shí)，高精度電流互感器送出的電壓會(huì)高達(dá)數(shù)千伏，工頻漏電流信號(hào)取樣模塊100內(nèi)置一個(gè)多級(jí)信號(hào)電涌保護(hù)電路，該多級(jí)信號(hào)電涌保護(hù)電路通過(guò)多級(jí)串聯(lián)保護(hù)原理，將高精度電流互感器感應(yīng)到的雷擊電流信號(hào)電壓限制到控制單元102能耐受的數(shù)十伏，使控制單元102在上百千安雷電沖擊下正常工作不損壞?；谏鲜龇桨福景l(fā)明可以對(duì)電涌保護(hù)器的電壓實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下:
本發(fā)明的工頻電壓信號(hào)取樣模塊101實(shí)時(shí)把檢測(cè)到的電網(wǎng)各相電壓數(shù)據(jù)發(fā)送給控制單元102分析處理，當(dāng)電壓出現(xiàn)異常時(shí)控制單元102立即控制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊103，輸出開(kāi)關(guān)控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊104斷開(kāi)。為了避免工頻電壓取樣模塊101檢測(cè)到的沖擊過(guò)壓直接送到控制單元102使控制單元102損壞失效，工頻電壓取樣模塊101內(nèi)置有限壓電路和位于限壓電路前端的電流隔離器，電流隔離器將雷擊電流與取樣電路物理隔離不直接連通，從而大大降低了雷擊過(guò)電壓的電流和電壓值，再通過(guò)限壓電路進(jìn)一步降低殘壓，使之降低到控制單元102能耐受的過(guò)電壓水平。基于上述方案，本發(fā)明可以對(duì)開(kāi)關(guān)模塊的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下:
本發(fā)明的開(kāi)關(guān)狀態(tài)取樣模塊105實(shí)時(shí)檢測(cè)開(kāi)關(guān)模塊104輸出端的電信號(hào)，分析判斷開(kāi)關(guān)模塊104的真實(shí)狀態(tài)是閉合還是導(dǎo)通，將處理后的開(kāi)合狀態(tài)信號(hào)傳送到控制單元102，控制單元102分析得到的開(kāi)合狀態(tài)信號(hào)與當(dāng)前開(kāi)關(guān)模塊104設(shè)定的狀態(tài)是否一致，若出現(xiàn)不一致即開(kāi)關(guān)模塊104出現(xiàn)不受控故障，控制單元102通過(guò)遙信輸出模塊106和狀態(tài)指示模塊107發(fā)出報(bào)警信號(hào)。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)在控制單元102檢測(cè)到開(kāi)關(guān)模塊104不受控時(shí)可以采取再測(cè)試實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)開(kāi)關(guān)模塊104確實(shí)不受控制后再發(fā)出報(bào)警信號(hào)。為了能夠及時(shí)記錄電涌保護(hù)器和電網(wǎng)的故障情況，本發(fā)明還可以設(shè)置了移動(dòng)存儲(chǔ)模塊109來(lái)存儲(chǔ)控制單元的運(yùn)行數(shù)據(jù)，該移動(dòng)存儲(chǔ)模塊109可以通過(guò)熱拔插的形式連接在控制單元102中，移動(dòng)存儲(chǔ)模塊109可以采用SD卡或其他移動(dòng)式存儲(chǔ)設(shè)備實(shí)現(xiàn)。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)使本發(fā)明具備低殘壓高沖擊電流耐受技術(shù)。具體地，如圖3-6所示，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊包括驅(qū)動(dòng)電路、電磁線圈1031、永磁鐵1032和開(kāi)關(guān)傳動(dòng)裝置1033 ；
驅(qū)動(dòng)電路與控制單元連接，接收控制單元的控制信號(hào)，其還與電源模塊連接；
電磁線圈1031繞在永磁鐵上且其兩端A、B連接在驅(qū)動(dòng)電路中；
開(kāi)關(guān)傳動(dòng)裝置1033設(shè)置在永磁鐵1032中，其內(nèi)置有磁鐵與永磁鐵相互作用，其通過(guò)永磁鐵1032所產(chǎn)生的磁力改變或保持狀態(tài)；
如圖3所示，開(kāi)關(guān)傳動(dòng)裝置1033與開(kāi)關(guān)模塊相對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)處于打開(kāi)狀態(tài)，其永磁鐵1032所產(chǎn)生的磁力保持該打開(kāi)狀態(tài)；
當(dāng)控制單元需要控制開(kāi)關(guān)模塊閉合時(shí)，控制單元輸出閉合的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電路接收到閉合的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)后產(chǎn)生正直流脈沖電壓激勵(lì)電磁線圈1031，如圖4和5所示，電磁線圈1031勵(lì)磁后產(chǎn)生的磁極與永磁鐵的磁極相互作用，同極性相互吸引，異極性相互排斥，使開(kāi)關(guān)傳動(dòng)裝置1033實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換，從而推動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊上的觸點(diǎn)閉合。如圖6所示，驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊完成打開(kāi)到閉合的狀態(tài)；開(kāi)關(guān)模塊實(shí)現(xiàn)閉合后在永磁鐵1032的磁力作用下保持閉合狀態(tài)；
當(dāng)控制單元需要控制開(kāi)關(guān)模塊打開(kāi)時(shí)，控制單元輸出打開(kāi)的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電路接收到打開(kāi)的開(kāi)關(guān)控 制信號(hào)后產(chǎn)生反直流脈沖電壓激勵(lì)電磁線圈1031，電磁線圈1031勵(lì)磁后產(chǎn)生的磁極與永磁鐵1032的磁極相互作用，使開(kāi)關(guān)傳動(dòng)裝置1033實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換，從而驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊觸點(diǎn)打開(kāi)，驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊完成閉合到打開(kāi)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；開(kāi)關(guān)模塊實(shí)現(xiàn)打開(kāi)后在永磁鐵1032的磁力作用下保持打開(kāi)狀態(tài)。在本發(fā)明中，由于永磁鐵磁力的作用，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊能使電磁線圈中保持上次驅(qū)動(dòng)脈沖所注入的磁場(chǎng)不變，即在正常工作時(shí)不需要加驅(qū)動(dòng)電流，只在需要改變開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)狀態(tài)時(shí)加上200ms的反向脈沖即可，隨后不需要任何驅(qū)動(dòng)，能大大節(jié)省能量，降低了消耗。由于本發(fā)明中的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊是通過(guò)外部供電驅(qū)動(dòng)并由控制單元控制的，與開(kāi)關(guān)模塊所在的回路在電氣上是獨(dú)立，所以與電涌保護(hù)器串聯(lián)的開(kāi)關(guān)模塊所在回路不含感性元件，一般只需只由銅片連接組成，在沖擊電流下增加的電壓降(殘壓)非常小，并且由于開(kāi)關(guān)模塊的閉合不是通過(guò)其自身所在回路流過(guò)的電流作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，所以在上百千安電流沖擊下開(kāi)關(guān)模塊也不會(huì)誤動(dòng)作。本發(fā)明產(chǎn)品能用于TN/TT/.1T不同的配電系統(tǒng)中，能讓電涌保護(hù)器因老化失效/線路故障等情況下在極短時(shí)間內(nèi)迅速脫離電網(wǎng)。本發(fā)明還可以在無(wú)法合閘或合閘后無(wú)法斷開(kāi)時(shí)具有告警功能，其還設(shè)置內(nèi)置SD卡，能記錄電網(wǎng)故障數(shù)據(jù)作分析研究用。實(shí)施例2
利用實(shí)施例1的電涌保護(hù)器智能化保證裝置，本實(shí)施例提供了一種電涌保護(hù)器智能化保護(hù)方法。如圖2所示 ，為本發(fā)明中一種電涌保護(hù)器智能化保護(hù)方法的流程圖。如圖2所示，本實(shí)施例的電涌保護(hù)器智能化保護(hù)方法，包括如下步驟:
步驟SlOl:通過(guò)工頻漏電流信號(hào)取樣模塊從電涌保護(hù)器中實(shí)時(shí)取樣電流信號(hào)；
步驟S102:通過(guò)工頻電壓信號(hào)取樣模塊從電網(wǎng)中實(shí)時(shí)取樣電壓信號(hào)；
步驟S103:控制單元接收取樣到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)并對(duì)接收到的電流信號(hào)或電壓信號(hào)或兩者進(jìn)行異常判斷，若有異常則控制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊斷開(kāi)。本發(fā)明能對(duì)電涌保護(hù)器實(shí)現(xiàn)在線電壓和漏電流的實(shí)時(shí)檢測(cè)，通過(guò)工頻漏電流信號(hào)取樣模塊和工頻電壓信號(hào)取樣模塊實(shí)時(shí)采集為電涌保護(hù)器供電的電網(wǎng)的電壓信號(hào)和電流信號(hào)，利用控制單元的分析處理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)電壓或漏電流有任何異常時(shí)則控制單元自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊斷開(kāi)，將電涌保護(hù)器與電網(wǎng)分離，避免電網(wǎng)故障使電涌保護(hù)器損壞或因電涌保護(hù)器老化失效引起著火等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)電涌保護(hù)器的智能化保護(hù)管理，在電壓和/或漏電流出現(xiàn)故障時(shí)都能保障電涌保護(hù)器安全不著火。具體地，本發(fā)明對(duì)電涌保護(hù)器的漏電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下:
利用工頻漏電流信號(hào)取樣模塊實(shí)時(shí)在線檢測(cè)流過(guò)電網(wǎng)中的電流大小，獲取電流取樣信
號(hào)，工頻漏電流信號(hào)取樣模塊可以對(duì)取樣到的電流取樣信息進(jìn)行預(yù)處理后傳輸給控制單元進(jìn)行分析處理。在正常工作狀態(tài)下，電涌保護(hù)器的漏電流為微安級(jí)別，當(dāng)漏電流達(dá)到毫安級(jí)別時(shí)，控制單元可以判定此時(shí)電涌保護(hù)器已經(jīng)老化失效或者是電網(wǎng)故障導(dǎo)致電網(wǎng)電壓升高使電涌保護(hù)器的漏電流異常增大，控制單元102檢測(cè)到漏電流異常后立即控制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊，輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制開(kāi)關(guān)模塊104斷開(kāi)。本發(fā)明利用工頻漏電流信號(hào)取樣模塊能確保實(shí)現(xiàn)毫安級(jí)別電流高精度取樣同時(shí)在上百千安沖擊電流下也能讓控制單元102依然正常工作。在本實(shí)施例中，可以預(yù)先在控制單元102中設(shè)置一個(gè)毫安級(jí)別的電流閾值來(lái)判斷實(shí)時(shí)檢測(cè)到的電流信號(hào)是否異常，控制單元102在檢測(cè)到漏電流異常時(shí)能夠在極短時(shí)間內(nèi)讓開(kāi)關(guān)模塊104斷開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)電涌保護(hù)器與電網(wǎng)的分離。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，所述極短時(shí)間能夠達(dá)到0.2秒，能夠及時(shí)響應(yīng)保護(hù)電涌保護(hù)器。具體地，本發(fā)明對(duì)電涌保護(hù)器的電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下:
本發(fā)明利用工頻電壓信號(hào)取樣模塊實(shí)時(shí)把檢測(cè)到的電網(wǎng)各相電壓數(shù)據(jù)發(fā)送給控制單
元分析處理，當(dāng)電壓出現(xiàn)異常時(shí)控制單元立即控制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊，輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊斷開(kāi)。在上百千伏雷電沖擊電壓下，本發(fā)明能夠利用工頻電壓取樣模塊處理過(guò)濾掉檢測(cè)到的電壓信號(hào)，對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行必要的衰減處理等，避免沖擊過(guò)壓直接送到控制單元使控制單元損壞失效。在上述方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以通過(guò)控制單元的分析處理和控制能力來(lái)智能識(shí)別漏電流和雷擊電流。具體地，本實(shí)施例的控制單元對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行異常判斷前還對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，具體步驟為:
步驟S201:控制單元預(yù)先存儲(chǔ)漏電流波形和雷擊電流波形的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)；
步驟S202:控制單元接收工頻漏電流信號(hào)取樣模塊取樣到的電流信號(hào)后將該電流信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，若該電流信號(hào)為漏電流信號(hào)，則對(duì)該漏電流信號(hào)進(jìn)行異常判斷，若該電流信號(hào)為雷擊電流，則不對(duì)該雷擊電流進(jìn)行異常判斷。在本實(shí)施例中，控制單元在判斷工頻漏電流信號(hào)取樣模塊取樣到的電流信號(hào)為雷擊電流時(shí)，不對(duì)該雷擊電流信號(hào)進(jìn)行處理，使控制單元控制開(kāi)關(guān)模塊不操作，以保持閉合狀態(tài)，避免開(kāi)關(guān)模塊在雷擊時(shí)候誤動(dòng)作使電涌保護(hù)器失去對(duì)電路的保護(hù)作用。

在上述方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以通過(guò)取樣開(kāi)關(guān)模塊的狀態(tài)信息來(lái)判斷開(kāi)關(guān)模塊是否處于可控狀態(tài)。具體地，本實(shí)施例還包括如下步驟:
步驟S301:對(duì)開(kāi)關(guān)模塊的狀態(tài)進(jìn)行取樣獲取開(kāi)合狀態(tài)信號(hào)；
步驟S302:控制單元判斷該開(kāi)合狀態(tài)信號(hào)與當(dāng)前開(kāi)關(guān)模塊的設(shè)定狀態(tài)是否一致，若不一致則對(duì)外輸出報(bào)警信號(hào)。本實(shí)施例通過(guò)開(kāi)關(guān)狀態(tài)取樣模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)開(kāi)關(guān)模塊輸出端的電信號(hào)分析判斷開(kāi)關(guān)模塊的真實(shí)狀態(tài)是閉合還是導(dǎo)通，將處理后的開(kāi)合狀態(tài)信號(hào)信息傳送到控制單元，控制單元分析得到的開(kāi)合狀態(tài)信號(hào)與當(dāng)前開(kāi)關(guān)模塊設(shè)定的狀態(tài)是否一致，若出現(xiàn)不一致即開(kāi)關(guān)模塊出現(xiàn)不受控故障，控制單元可以通過(guò)遙信輸出模塊和狀態(tài)指示模塊發(fā)出報(bào)警信號(hào)。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)在控制單元檢測(cè)到開(kāi)關(guān)模塊不受控時(shí)可以采取再測(cè)試實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)開(kāi)關(guān)模塊確實(shí)不受控制后再發(fā)出報(bào)警信號(hào)。在上述方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以通過(guò)控制單元的分析處理和控制能力來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)模塊的自動(dòng)重合閘功能。具體地，本實(shí)施例還包括如下步驟:
當(dāng)控制單元判斷出電壓信號(hào)異常，開(kāi)關(guān)模塊斷開(kāi)后，工頻電壓信號(hào)取樣模塊繼續(xù)對(duì)電網(wǎng)的電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)取樣，控制單元對(duì)實(shí)時(shí)的電壓取樣信號(hào)進(jìn)行分析處理，判斷出電網(wǎng)的電壓正常并電壓正常穩(wěn)定維持一設(shè)定時(shí)間后，控制單元控制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊重新合閘；
當(dāng)控制單元判斷出電流信號(hào)異常，開(kāi)關(guān)模塊斷開(kāi)后，控制單元等待一個(gè)設(shè)定的等待時(shí)間后控制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊重新合閘，并在隨后的一個(gè)預(yù)設(shè)的取樣時(shí)間內(nèi)，工頻漏電流信號(hào)取樣模塊和工頻電壓信號(hào)取樣模塊分別對(duì)電流信號(hào)和電壓信號(hào)進(jìn)行多次取樣并輸入到控制單元中；
控制單元在該預(yù)設(shè)的取樣時(shí)間內(nèi)對(duì)多次取樣的電流信號(hào)進(jìn)行異常判斷并累計(jì)異常次數(shù)；
當(dāng)異常次數(shù)超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，并且在此預(yù)設(shè)的取樣時(shí)間內(nèi)控制單元根據(jù)多次取樣到的電壓信號(hào)判斷電壓沒(méi)有異常，則判斷電涌保護(hù)器失效，控制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊斷開(kāi)并對(duì)外發(fā)出報(bào)警信號(hào)
本實(shí)施例的控制單元在電涌保護(hù)器處于過(guò)電涌下斷開(kāi)開(kāi)關(guān)模塊后能自動(dòng)復(fù)位，而不需要人工復(fù)位，并在電涌保護(hù)器失效時(shí)所引起的漏電流異常及時(shí)對(duì)外發(fā)出報(bào)警信號(hào)。本發(fā)明中相同或相似的標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)相同或相似的部件；
附圖中描述位置關(guān)系的用于僅用于示例性說(shuō)明，不能理解為對(duì)本專(zhuān)利的限制；
顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電涌保護(hù)器智能化保護(hù)裝置，其特征在于，包括: 控制單元，對(duì)輸入其中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理獲取處理結(jié)果，并依據(jù)處理結(jié)果輸出開(kāi)關(guān)控制信號(hào); 工頻漏電流信號(hào)取樣模塊，其輸入端用于連接電涌保護(hù)器，其輸出端與控制單元連接，用于采樣電涌保護(hù)器中的工頻漏電流信號(hào)并輸出至控制單元； 工頻電壓信號(hào)取樣模塊，其輸入端用于連接電網(wǎng)，其輸出端與控制單元連接，用于采樣電網(wǎng)中輸出的電壓信號(hào)并輸出至控制單元； 輸入端與控制單元連接的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊，其接收控制單元輸出的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)； 開(kāi)關(guān)模塊，其通過(guò)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)開(kāi)閉；其中，開(kāi)關(guān)模塊的輸入端用于連接電網(wǎng)，其輸出端用于連接電涌保護(hù)器； 電源模塊，用于連接各個(gè)模塊，為各個(gè)模塊供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電涌保護(hù)器智能化保護(hù)裝置，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊包括驅(qū)動(dòng)電路、電磁線圈、永磁鐵和開(kāi)關(guān)傳動(dòng)裝置； 驅(qū)動(dòng)電路與控制單元連接，接收控制單元的控制信號(hào)，其還與電源模塊連接； 電磁線圈繞在永磁鐵上且其兩端連接在驅(qū)動(dòng)電路中； 開(kāi)關(guān)傳動(dòng)裝置設(shè)置在永磁鐵中，其通過(guò)永磁鐵所產(chǎn)生的磁力改變或保持狀態(tài)； 當(dāng)控制單元需要控制開(kāi)關(guān)模塊閉合時(shí)，控制單元輸出閉合的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電路接收到閉合的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)后產(chǎn)生正直流脈沖電壓激勵(lì)電磁線圈，電磁線圈勵(lì)磁后產(chǎn)生的磁極與永磁鐵的磁極 相互作用，同極性相互吸引，異極性相互排斥，使開(kāi)關(guān)傳動(dòng)裝置改變狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊完成打開(kāi)到閉合的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；開(kāi)關(guān)模塊在閉合后在永磁鐵的磁力作用下保持閉合狀態(tài)； 當(dāng)控制單元需要控制開(kāi)關(guān)模塊打開(kāi)時(shí)，控制單元輸出打開(kāi)的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電路接收到打開(kāi)的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)后產(chǎn)生反直流脈沖電壓激勵(lì)電磁線圈，電磁線圈勵(lì)磁后產(chǎn)生的磁極與永磁鐵的磁極相互作用，使開(kāi)關(guān)傳動(dòng)裝置狀態(tài)改變，驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊完成閉合到打開(kāi)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；開(kāi)關(guān)模塊打開(kāi)后在永磁鐵的磁力作用下保持打開(kāi)狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電涌保護(hù)器智能化保護(hù)裝置，其特征在于，還包括: 開(kāi)關(guān)狀態(tài)取樣模塊，其輸入端與開(kāi)關(guān)模塊的輸出端連接，其輸出端與控制單元連接，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)開(kāi)關(guān)模塊的開(kāi)合狀態(tài)信號(hào)，該開(kāi)關(guān)狀態(tài)取樣模塊還與電源模塊連接； 控制單元根據(jù)開(kāi)關(guān)狀態(tài)取樣模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)到的開(kāi)關(guān)模塊的開(kāi)合狀態(tài)信號(hào)判斷該開(kāi)合狀態(tài)信號(hào)與當(dāng)前開(kāi)關(guān)模塊的設(shè)定狀態(tài)是否一致，若不一致則輸出報(bào)警信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電涌保護(hù)器智能化保護(hù)裝置，其特征在于，還包括: 遙信輸出模塊，其輸入端與控制單元連接，用于接收控制單元的報(bào)警信號(hào)并對(duì)外輸出； 狀態(tài)指示模塊，其與控制單元的連接，用于顯示開(kāi)關(guān)模塊的當(dāng)前狀態(tài)； 遙信輸出模塊、狀態(tài)指示模塊還與電源模塊連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電涌保護(hù)器智能化保護(hù)裝置，其特征在于，還包括與控制單元連接的移動(dòng)存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)控制單元運(yùn)行的數(shù)據(jù)。
6.一種電涌保護(hù)器智能化保護(hù)方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的電涌保護(hù)器智能化保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)，所述方法包括如下步驟:通過(guò)工頻漏電流信號(hào)取樣模塊從電涌保護(hù)器中實(shí)時(shí)取樣電流信號(hào)； 通過(guò)工頻電壓信號(hào)取樣模塊從電網(wǎng)中實(shí)時(shí)取樣電壓信號(hào)； 控制單元接收取樣到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)并對(duì)接收到的電流信號(hào)或電壓信號(hào)或兩者進(jìn)行異常判斷，若有異常則控制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊斷開(kāi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電涌保護(hù)器智能化保護(hù)方法，其特征在于，控制單元對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行異常判斷前還對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，具體步驟為: 控制單元預(yù)先存儲(chǔ)漏電流波形和雷擊電流波形的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)； 控制單元接收工頻漏電流信號(hào)取樣模塊取樣到的電流信號(hào)后將該電流信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，若該電流信號(hào)為漏電流信號(hào)，則對(duì)該漏電流信號(hào)進(jìn)行異常判斷，若該電流信號(hào)為雷擊電流，則不對(duì)該雷擊電流進(jìn)行異常判斷。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電涌保護(hù)器智能化保護(hù)方法，其特征在于，還包括如下步驟: 對(duì)開(kāi)關(guān)模塊的狀態(tài)進(jìn)行取樣獲取開(kāi)合狀態(tài)信號(hào)； 控制單元判斷該開(kāi)合狀態(tài)信號(hào)與當(dāng)前開(kāi)關(guān)模塊的設(shè)定狀態(tài)是否一致，若不一致則對(duì)外輸出報(bào)警信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電涌保護(hù)器智能化保護(hù)方法，其特征在于，所述方法還包括如下步驟: 當(dāng)控制單元判斷出電壓信號(hào)異常，開(kāi)關(guān)模塊斷開(kāi)后，工頻電壓信號(hào)取樣模塊繼續(xù)對(duì)電網(wǎng)的電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)取樣，控制單元對(duì)實(shí)時(shí)的電壓取樣信號(hào)進(jìn)行分析處理，判斷出電網(wǎng)的電壓正常并電壓正常穩(wěn)定維持一設(shè)定時(shí)間后，控制單元控制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊重新合閘。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9任一項(xiàng)所述的電涌保護(hù)器智能化保護(hù)方法，其特征在于，所述方法還包括如下步驟: 當(dāng)控制單元判斷出電流信號(hào)異常，開(kāi)關(guān)模塊斷開(kāi)后，控制單元等待一個(gè)設(shè)定的等待時(shí)間后控制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊重新合閘，并在隨后的一個(gè)預(yù)設(shè)的取樣時(shí)間內(nèi)，工頻漏電流信號(hào)取樣模塊和工頻電壓信號(hào)取樣模塊分別對(duì)電流信號(hào)和電壓信號(hào)進(jìn)行多次取樣并輸入到控制單元中； 控制單元在該預(yù)設(shè)的取樣時(shí)間內(nèi)對(duì)多次取樣的電流信號(hào)進(jìn)行異常判斷并累計(jì)異常次數(shù)； 當(dāng)異常次數(shù)超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，并且在此預(yù)設(shè)的取樣時(shí)間內(nèi)控制單元根據(jù)多次取樣到的電壓信號(hào)判斷電壓沒(méi)有異常，則判斷電涌保護(hù)器失效，控制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊斷開(kāi)并對(duì)外發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電涌保護(hù)器智能化保護(hù)裝置及電涌保護(hù)器智能化保護(hù)方法。所述裝置包括工頻漏電流信號(hào)取樣模塊，其輸入端用于連接電涌保護(hù)器，其輸出端與控制單元連接；工頻電壓信號(hào)取樣模塊，其輸入端用于連接電網(wǎng)，其輸出端與控制單元連接；控制單元，對(duì)輸入其中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理獲取處理結(jié)果，并依據(jù)處理結(jié)果輸出開(kāi)關(guān)控制信號(hào)；輸入端與控制單元連接的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊，接收控制單元輸出的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)；開(kāi)關(guān)模塊，其通過(guò)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)開(kāi)閉，其輸入端用于連接電網(wǎng)，其輸出端用于連接電涌保護(hù)器；電源模塊，用于連接各個(gè)模塊。本發(fā)明能對(duì)電涌保護(hù)器實(shí)現(xiàn)智能化的管理和保護(hù)。
文檔編號(hào)H02H3/08GK103236680SQ20131013206
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月16日
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